选错模具钢导致开裂报废？一文看懂模具钢特性与工况匹配

搞模具的那些兄弟都清楚, 哪怕图纸绘制得堪称无比精美, 然而要是钢材没能挑选恰当, 最终结果依旧是功亏一篑。好些初出茅庐的设计师或者从事采购工作的朋友, 只要瞧见钢材牌号便会感到头疼不已, 诸如P20、H13、NAK80等, 有着一连串的名字, 究竟该如何去进行选择呢?

其实, 别被那些纷繁复杂的牌号给吓得够呛。模具钢的核心特性，就存在着那几个方面: 第一个方面是硬度，第二个方向是韧性, 第三个要点是耐磨性, 还有第四个关键范畴便是热稳定性。这四个指标, 就仿佛人的四肢以及心脏一样, 缺少其中任何一个都是绝对行不通的。

错误地选了钢材, 情况轻些的话, 就是表面出现拉伤状况, 并且模具的寿命有一半被缩短；情况重些的话, 则当即会出现崩刃、断裂现象, 不光如此, 甚至能够致使整批产品毁掉。这类损失, 赔了钱还算小事, 而耽误了交期才可真正称之为大事。所以呀, 弄明白模具钢所具有的特性, 这便是实现生产稳定性迈出的第一步。

硬度高就一定好吗

很多人有个误区，觉得模具钢越硬越好。这绝对是个坑！

确实硬度高的情形下耐磨, 具备很强的抗变形的力, 然而过度的硬度极易附加脆性增长, 当于你的进行此冲的薄板或者精密至很微毫的注塑件时, 要是钢材脆极为明显, 处于遭遇有冲击的载荷或者有应力集中的点时, 崩溃出的角或很精细微小裂纹极易伸展开来。

若以做高强度金属冲压模为例, 一旦仅仅只是一味追寻高硬度而罔顾韧性, 那模具在次数高达几千次的冲压过后, 说不定就会陡然发生断裂的情况。而就处于这个时刻刻之时, 只有配合恰当适度些的硬度对应美好上乘良性的韧性状况者, 全然全然才是能够维持长久进行下去毫无问题的方法之计了。硬度仅仅便只是一项基础条件而已呀而已, 它必定一定必须得要与剩余其他的性能达到平衡状态之后, 才可以行得通开始发挥出应有的作用来呀来。

韧性差容易崩裂

模具钢的“保命符”是韧性, 特别是在冷作模具领域, 像剪切、冲裁、挤压等工艺, 模具承受的是巨大的冲击力。

要是钢材韧性欠缺, 于遭受瞬间高压之际，其内部没法借由塑性变形来吸纳能量, 那么就会径直开裂, 而我们平常听说的那称得上是“崩边”以及“掉块”的现象, 绝大多数缘由都是柔韧性还没跟上来。

尤其是于对带有尖角或者呈现复杂轮廓之模具实施加工时, 应力集中的现象极为严重, 在这个时候, 具备高韧性的模具钢能够明显地延长模具的使用寿命, 切勿为了那一点儿硬度的提升与否, 就使得整体部件的结构强硬程度有所减低, 如此做法实在并不划算且得不偿失。

耐磨性决定使用寿命

模具若用于生产产品, 其耐磨性会直接影响产出产品的数量, 特别是在注塑这一领域当中, 要是用到的材料包含玻纤, 亦或是粉末冶金压模, 那么它的磨损速度是急速特别快的, 是非常迅速的, 是超乎常理飞速的。

钢材的耐磨性, 主要是由其中碳化物的含量以及其分布情况所决定的。碳化物数量越多, 且越硬, 同时分布得越均匀, 那么其耐磨性一般而言就会越好。然而, 耐磨性跟韧性常常呈现出一种此消彼长的关系。

你得依据产品的材质去进行权衡, 要是属于普通的塑料件, 那份对于耐磨性的要求便不算高, 然而倘若呈加纤塑料或者金属粉末的状态, 那就一定要挑选具备高耐磨特性的高碳高铬类钢材, 不然, 模具尚未抵达预期的寿命阶段, 型腔已然被磨得瞧不出本来面目了, 产品的尺寸出现超差状况, 退货投诉便会接连不断地到来了。

热稳定性关乎高温工况

要是你所从事的是压铸模, 或者是热锻模, 再或者是高温注塑模, 那么热稳定性就是核心当中最为关键的核心。

于高温之际, 钢材极易浮现软化情形, 致使型腔出现塌陷亦或是尺寸产生变化。与此同时, 反复进行热胀冷缩则会生成热疲劳裂纹, 这即是通常所说的“龟裂”。

热稳定性良好表明钢材于高温环境中依旧能够维持硬度以及强度, 而且对抗热疲劳的能力颇为强大, 对于压铸铝或者镁合金模具而言, 热稳定性欠佳的钢材有可能在几百模次时就会出现网状裂纹, 然而优质钢材却能够持久至上万模次, 倘若选错材料, 在热工况状况下那便是一场灾难。

不同工况怎么选

别拿一把锤子敲所有的钉子。模具钢特性必须匹配具体工况。

冷作模具, 重中之重查看其具备的三个特别关键的性能指标, 分别属于硬度范畴, 还有耐磨方面及韧性层面。针对此, 推荐使用在各种元素比例调配很讲究的高碳高铬钢这种材质, 以此充分保障模具拥有能够抗磨损还能抗崩角的能力。

针对热作模具而言, 关键需着眼于热硬性、导热性以及抗热疲劳性等方面。尤其值得引荐具备耐高温软化、亦会出现抗龟裂特性状貌的钢钼系或者钢材内部含有所讲铬钼钒系要素制成的钢制物件成分钢合金部分。

塑料模具, 着重关注抛光性, 以及耐腐蚀性, 还有加工性需要留意。选取预硬钢就行, 不用进行热处理工艺, 要确保表面具备光洁度, 防止出现腐蚀产品的现象。

总结与建议

选模具钢，没有绝对的“最好”，只有“最合适”。

你得明确, 你的产品究竟是啥材质, 所能达成的生产批量究竟为何种规模, 其实际受力状况又是怎么样的局面, 所处温度到达了怎样一个度数。凭借这些所获取得来的数据, 去对照模具钢所具备的特性, 唯有如此方才能够实现做出精准无误之决策这项行动。

别单单听销售去吹嘘牌号, 得去看实际的性能参数。有时, 稍微贵那么一点儿的钢材, 由于寿命长, 还因为废品率低, 反倒更加省钱。

大家挑选材料之际, 碰到过最为令人头疼的难题是什么, 是出现裂缝呢还是产生磨损, 欢迎于评论区域留言展开讨论, 我们一同避免掉坑里所包含的一切问题。